氧化锆陶瓷激光标记方法及激光标记设备技术

本发明专利技术公开一种氧化锆陶瓷激光标记方法及激光标记设备，氧化锆陶瓷激光标记方法将标记工序分成三个步骤，先通过较高功率的激光对工件表面进行粗加工，主要加工出第一标记的轮廓并对第一标记的内部区域，按照填充线进行材料初步去除。通过较低功率的激光对第一标记进行粗扫光处理，将第一标记内部的毛糙部分去除，粗扫光后得到第二标记，其内的粗糙度进一步降低。随后再进行精扫光处理，可将第二标记内部的细小毛糙进一步扫光，使第二标记内部的最低点和最高点之间的高度差进一步降低，最终达到镜面效果。相比现有的加工方法，氧化锆陶瓷表面标记的精细度和光洁度都进一步提升，相比皮秒激光加工成本更低。比皮秒激光加工成本更低。比皮秒激光加工成本更低。

【技术实现步骤摘要】
氧化锆陶瓷激光标记方法及激光标记设备


[0001]本专利技术属于激光加工
，尤其涉及一种氧化锆陶瓷激光标记方法及激光标记设备。

技术介绍

[0002]随着智能手机的普及，手机功能改进和创新逐渐进入微创新时代，客户越来越倾向于使用体验良好的产品，而氧化锆陶瓷材料优异的性能有望成为未来主要的手机背板材料。陶瓷材料具备玻璃外观优美、无信号屏蔽、硬度高等特点，同时陶瓷材料的散热性接近金属，陶瓷材料在手机背板中的应用越来越广泛。
[0003]现有的陶瓷加工手段，根据加工原理的不同，可以分为机械加工方法、电火花加工方法、超声加工方法等。机械加工普遍存在着易使陶瓷材料碎裂的问题，无法满足定点、复杂结构、高精度的加工要求。电火花加工过程中不断地产生气体、材料屑末和碳黑等污染物，且难以排出，容易对加工效率、加工结果和环境造成不利的影响。超声加工的加工速度较慢，不同材料需要不同的磨料，并且对于工具的磨损较为严重。以上方法均无法满足对氧化锆陶瓷表面的加工需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种氧化锆陶瓷激光标记方法及激光标记设备，能够实现对氧化锆陶瓷表面进行高质量的标记加工。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的，提供一种氧化锆陶瓷激光标记方法，包括：
[0006]根据第一设定信息，对工件表面的设定区域进行激光标记，并形成第一标记；
[0007]根据第二设定信息，对所述第一标记进行粗扫光处理，并形成第二标记；
[0008]根据第三设定信息，对所述第二标记进行精扫光处理，并形成第三标记。在一实施例中，所述激光的波长为355nm，脉宽为15ns；
[0009]所述第一设定信息包括：激光功率为1W
‑
1.5W，激光频率为300KHZ，扫描速度为1000mm/s，填充线间隔为0.01mm，填充线角度为0
°
和90
°
；
[0010]所述第二设定信息包括：激光功率为0.5W
‑
1W，激光频率为400KHZ，扫描速度为50mm/s，填充线间隔为0.02mm，填充线角度为0
°
；
[0011]所述第三设定信息包括：激光功率为0.25W
‑
0.5W，激光频率为400KHZ，扫描速度为50mm/s，填充线间隔为0.008mm，填充线角度为90
°
。
[0012]在一实施例中，所述氧化锆陶瓷为黑色氧化锆陶瓷或白色氧化锆陶瓷。
[0013]本专利技术还提出一种激光标记设备，用于执行上述的氧化锆陶瓷激光标记方法，包括：
[0014]转运平台，包括转盘以及设置在所述转盘上的多个治具，所述治具用于安装工件且呈对称设置；
[0015]升降臂，设置在所述转盘的一侧；
[0016]加工组件，包括设置在所述升降臂上，并位于所述转盘上方的激光发生器和镜头组件；
[0017]CCD定位相机，设置在所述转盘上方，用于对所述氧化锆陶瓷的表面进行坐标定位；
[0018]控制组件，分别与所述转运平台、升降臂、加工组件以及CCD定位相机电连接。
[0019]在一实施例中，所述镜头组件包括沿光路方向依次设置的振镜组件和场镜；所述振镜组件用于控制所述激光光束偏转，所述场镜用于将所述激光光束聚焦于工件上。
[0020]在一实施例中，所述振镜组件包括使所述激光光束的焦点在第一平面内偏转的第一振镜，以及使所述激光光束在第二平面内偏转的第二振镜，所述第二平面与所述第一平面垂直。
[0021]在一实施例中，所述振镜组件和场镜水平排布；所述镜头组件还包括设置在所述场镜一侧的反光镜，所述激光光束经所述反光镜竖直向下反射；所述CCD定位相机位于在所述反光镜上方。
[0022]在一实施例中，所述激光标记设备还包括：加工平台，设置在所述转盘和所述加工组件之间，所述加工平台上设置有供激光通过的通孔；
[0023]顶升组件，用于将所述工件从所述转盘顶升至加工平台；
[0024]功率测量组件，包括设置在所述加工平台上的驱动件以及设置在所述驱动件上的测试件。
[0025]在一实施例中，所述激光标记设备还包括设置在所述通孔外周的抽气件以及与所述抽气件连通的吸气泵。
[0026]在一实施例中，所述激光标记设备包括两组并排设置的加工组件，所述转盘上设置有四个治具。
[0027]本专利技术将标记工序分成三个步骤，先通过较高功率的激光对工件表面进行粗加工，主要加工出第一标记的轮廓并对第一标记的内部区域，按照填充线进行材料初步去除。该步骤的激光功率最高，加工深度最深。由于填充线之间存在较大的间隔，在填充线之间的区域的材料未被切除，从而形成较高的凸起，第一标记的加工面较为毛糙。通过较低功率的激光对第一标记进行粗扫光处理，将第一标记内部的毛糙部分去除，粗扫光后得到第二标记，其内的粗糙度进一步降低。随后再进行精扫光处理，本次处理中的填充线间隔远小于粗扫光的填充线间隔，激光功率也最低，可将第二标记内部的细小毛糙进一步扫光，使第二标记内部的最低点和最高点之间的高度差进一步降低，最终达到镜面效果。相比现有的加工方法，氧化锆陶瓷表面标记的精细度和光洁度都进一步提升，相比皮秒激光加工成本更低。
[0028]本专利技术通过在转运平台上设置多个治具，转运平台的上方设置加工平台和加工组件，在转运平台下方设置顶升组件，工件随转盘转动至加工组件的正下方，顶升组件将工件随治具顶升至加工平台，同时CCD相机获取工件的实时图像信息，控制模块基于实时的图像信息，获取下方工件的位置信息，并根据上述位置信息对激光标记的振镜偏移角度进行微调，以补偿工件实时的位置与设定位置之间的偏差。随后进行标记处理和粗扫光和精扫光处理，随后工件随顶升组件回落至转盘上，转盘转动对完成标记的工件转移，加工效率大大提升。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术氧化锆陶瓷激光标记方法一实施例的流程图；
[0031]图2为本专利技术激光标记设备一实施例的结构示意图；
[0032]图3为图2实施例中转运平台的结构示意图；
[0033]图4为图2实施例中加工组件和CCD定位相机的结构示意图；
[0034]图5为图2实施例中顶升组件和治具的结构示意图。
[0035]附图标号说明：
[0036]标号名称标号名称11转盘12转运电机13治具13a定位孔13b对接孔14缺口20加工平台30加工组件31激光发生器32振镜组件32a第一振镜32b第二振镜33场镜37反射镜40CCD定位相机41补光灯51刹车气缸52刹车件61顶升气缸62本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化锆陶瓷激光标记方法，其特征在于，包括：根据第一设定信息，对工件表面的设定区域进行激光标记，并形成第一标记；根据第二设定信息，对所述第一标记进行粗扫光处理，并形成第二标记；根据第三设定信息，对所述第二标记进行精扫光处理，并形成第三标记。2.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷激光标记方法，其特征在于，所述激光的波长为355nm，脉宽为15ns；所述第一设定信息包括：激光功率为1W
‑
1.5W，激光频率为300KHZ，扫描速度为1000mm/s，填充线间隔为0.01mm，填充线角度为0
°
和90
°
；所述第二设定信息包括：激光功率为0.5W
‑
1W，激光频率为400KHZ，扫描速度为50mm/s，填充线间隔为0.02mm，填充线角度为0
°
；所述第三设定信息包括：激光功率为0.25W
‑
0.5W，激光频率为400KHZ，扫描速度为50mm/s，填充线间隔为0.008mm，填充线角度为90
°
。3.根据权利要求1或2所述的氧化锆陶瓷激光标记方法，其特征在于，所述氧化锆陶瓷为黑色氧化锆陶瓷或白色氧化锆陶瓷。4.一种激光标记设备，用于执行权利要求1
‑
3中任一项所述的氧化锆陶瓷激光标记方法，其特征在于，包括：转运平台，包括转盘以及设置在所述转盘上的多个治具，所述治具用于安装工件且呈对称设置；升降臂，设置在所述转盘的一侧；加工组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩德，徐宁，袁铁青，刘航，张念，李慧，
申请(专利权)人：深圳泰德激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：